يوضح لك بيت لورانس كيف تقيم الأحوال الجوية المتغيرة لتعرف تأثيرها في أرصادك النجمية
الغلاف الجوي Atmosphere للأرض مهم جداً لنا، ومن الواضح أنه لا يمكننا البقاء في قيد الحياة من دونه. ومع ذلك، فإن مراقبة الأجسام عبره يمكن أن تكون أمراً صعباً. إن تأثير الطقس في الرصد الفلكي من بلد معرض لظروف متقلبة مثل المملكة المتحدة [وهذا ينطبق أيضا على الكويت والمنطقة العربية] هو تأثير كبير، وعلى الرغم من أنه لا يمكنك إزالة آثاره، فهناك أشياء يمكنك الاضطلاع بها لتقليل تأثيره. يمكن أن تساعدك التنبؤات الجوية، وتقدير جودة السماء والمراقبة العامة للسماء في سعيك إلى رؤية ما وراء عالمنا.
تتغير أحوال الغلاف الجوي بنحو ملحوظ، ويمكن أن ينتقل من حالة صافية جداً وثابتة، إلى حالة متذبذبة جداً، أو ضبابية، أو معتمة، في وقت قصير جداً. وتوجد أنشطة الرصد على مدار سنوات عديدة إلى حالة من التواصل الشخصي مع الطقس المحلي حولك، وستجد أنه يمكنك إجراء تقييمك الخاص لكيفية تأثيره المحتمل في مشاهداتك. في أغلب الأحيان، سيتعين عليك تطوير تقنيات للإطباق على فرص المشاهدة عندما تسنح، ويمكن أن يؤدي إتقان ذلك إلى إحداث فرق بين جلسة رصد متعثرة وجلسة ناجحة جداً.
الأجواء الملبدة بالغيوم تصاحب الأنظمة الأمامية القادمة؛ إذا وصل الهواء قبل الجبهة إلى حالة توازن، فقد يوفر ظروف رؤية مستقرة
شفافية السماء
شفق مسائي صافي قد يبشر بليلة رائعة من النشاط الفلكي
ما لم تكن محظوظاً جداً، أو كنت قد بدأت فوراً، فمن المحتمل أنك شهدت سماء صافية في وقت أو آخر. يمكن لمشهدها أن يكون باهراً ومسبباً للإدمان بقوة، مما يعيد شحن رغبتك في الخروج تحت النجوم. ومع ذلك، فإن السماء الصافية صفاء مذهلا عادة ما تكون قليلة الحدوث، ومتباعدة. من ناحية أخرى، فإن السماء غير الصافية تماماً شائعة جداً في البلدان متقلبة الطقس مثل المملكة المتحدة. ومع ذلك، هناك تنوع كبير في أحوال الطقس بين هذه الحالات المتطرفة. وعلى الرغم من أن بعض الظروف البينية ليست مثالية للأنشطة الفلكية، فما زال في إمكانك تعلُّم كيفية تحقيق أقصى استفادة من تلك الليالي عندما يكون الرصد الفلكي أصعب قليلاً.
إذا كانت السماء صافية، فإن درجة وضوحها يمكن تحديدها بقيمة تسمى الشفافية Transparency. يمكن تسجيل هذا، على سبيل المثال، كرقم يتراوح من 0 (ضبابي) إلى 7 (صافٍ). وتجدر الإشارة إلى أن الشفافية ليست مؤشر رصد للغيوم، ولكنها تشير إلى عتامة Opacity الغلاف الجوي. بمعنى آخر: مدى ضبابيتها ومدى سهولة رؤية الأجسام عبرها. يمكن أن تبدو السماء ضبابية بسبب الرطوبة الزائدة، أو بسبب وجود غبار في الغلاف الجوي. عادةً ما تكون السماء الضبابية مزيجاً من الاثنين. حبوب اللقاح Pollen هي عامل آخر يساهم في تدهور الشفافية، ومن المهم أن ندرك الدورة السنوية تؤثر في جودة السماء. بعد هطل أمطار غزيرة، غالباً ما يتحلى الغلاف الجوي بشفافية جيدة لأن كثيراً من الغبار الموجود بداخله قد أزيل. لذا، حتى إذا توقف هطول الأمطار في إحدى الليالي، فهذا يعني أنه من المحتمل أن تكون السماء صافية في اليوم التالي.
الشفافية الجيدة ستعطي أفضل المشاهد، وسيكون من السهل اكتشاف الأجرام الأكثر سطوعاً والتفاصيل الخافتة الدقيقة حول السدم والمجرات. عندما تقل شفافية السماء، تُفقد هذه التفاصيل تدريجياً. وعلى الرغم من أن مشهد الكواكب هو أقل تأثراً من أجرام أعماق السماء المتناثرة، فإن مشهد كوكب ساطع سيتدهور مع تدهور شفافية السماء؛ سيتضاءل التباين، وتزداد صعوبة تمييز المعالم الصغيرة.
تعلم قياس الشفافية سيساعدك على مقارنة وضوح السماء في ظل ظروف ومواقع مختلفة، من مناطق السماء المعتمة إلى المدن
مقياس الشفافية الذي تستخدمه الرابطة الأمريكية للفلكيين
قياس الشفافية قد تكون شخصية، وهناك عديد من المقاييس المختلفة التي تحاول تقديم نظام قياسي. على سبيل المثال، يعتمد نظام رقمي شائع تستخدمه الرابطة الأمريكية لهواة الفلك مقياساً من 8 نقاط (انظر يميناً) يتراوح من درجة 0 (غائم تماماً) إلى الدرجة 7 (سماء صافية جداً). هناك طريقة شائعة أخرى، تتمثل بتسجيل أضعف نجم مرئي في السماء، وعادة ما يكون فوق الرأس. يُشار إلى قدر سطوع النجم بحد قدر السطوع بالنسبة إلى العين المجردة Naked-eye limiting magnitude (اختصاراً: الحد NELM). هذه طريقة أقل ذاتية لتسجيل الشفافية، خاصة وأن المُسجل ليس لديه فكرة عن قدر السطوع الفعلي للنجم المحدد إلّا بعد ملاحظته والتدقيق فيه. تختلف الشفافية باختلاف المواقع. في العادة، قد لا يُرى أضعف النجوم المرئية من موقع مظلم في بلدة أو مدينة. تميل المواقع شديدة الازدحام إلى وجود مزيد من جزيئات الغبار والدخان في الغلاف الجوي. ستعكس الإضاءة المفرطة الأضواء على السماء، وسيؤدي ذلك في النهاية إلى إضاءة هذه الجسيمات. والنتيجة تشبه إلى حد ما استخدام مرشح معتم عبر سماء الليل كلها. يمكن ملاحظة ذلك عندما تبدو السماء المؤدية إلى غروب الشمس صافية؛ ومع تحول النهار إلى ليل يتضح تدنى الشفافية.
مشاهدة فلكية
نتائج رؤية التأثيرات المجتمعة لطبقات الغلاف الجوي المختلفة
الغلاف الجوي ليس وسطاً ضوئياً ثابتاً. فذرات الهواء ذات الحرارة المختلفة والكثافة المختلفة تعرِّض الضوء القادم من أجسام بعيدة إلى انكسار دقيق Micro-refract. يؤدي هذا إلى انحرافات صغيرة في مسار أشعة الضوء، وعند الترددات العالية نسبياً، يتسبب بظهور الأجرام بصورة مشوهة وغائمة. تحدد درجة التشويه كمياً باستخدام المصطلح الجمعي ”الرؤية“ Seeing.
المشاهدة معقدة وتتنوع بدرجة كبيرة بحسب الموقع. في الأساس، تحدث آثارها ضمن ثلاث طبقات من الغلاف الجوي. عند الارتفاعات العالية، يمكن أن يسبب تيار هواء سريع الحركة، يُعرف بالتيار النفاث Jet stream، بحدوث ارتجافات عالية التردد تؤدي إلى تدهور الرؤية بدرجة خطيرة. غالباً ما يُشبَّه التأثير بمحاولة قراءة نص صحيفة موضوعة في قاع مجرى مائي سريع الحركة!
عند مستوى الارتفاعات المتوسطة، تحدث تأثيرات الرؤية بفعل حركة الهواء فوق وحول المعالم الطبوغرافية كبيرة. يمكن أن تكون هذه تلالاً، أو جبالاً، أو أودية، أو منخفضات، أو مساحات شاسعة من المياه. يمكن أن تنتج الأخيرة ما يسمى “انسياب طبقي” Laminar flow، يعمل على استقرار تأثيرات الطبقة الوسطى بدرجة كبيرة. إذا كنت في اتجاه الريح من تل أو منحدر، فستواجه اضطراباً. وبالمثل، ستؤدي الحرارة القادمة من بلدة أو مدينة إلى عدم استقرار الهواء. إذا كنت في اتجاه ريح ناتج عن مصدر حرارة مثل هذا، فستواجه كذلك اضطراباً.
في الطبقة السفلية، تنجم التأثيرات من المعالم المحلية، مثل المنازل والأشجار والأسوار المجاورة مباشرة. فستسخن مساحات كبيرة من سطح الأسفلت خلال النهار وتطلق الحرارة في أثناء الليل. قد يُسبب هذا أيضاً حدوث مشكلات كبيرة في الرؤية، اعتماداً على اتجاه الرياح. لذلك من الأفضل تجنب ذلك، وأن تضع معداتك في مناطق عشبية إن أمكن. في فصل الشتاء، قد تؤدي تدفئة المنزل، إضافة إلى العزل السيئ، إلى حدوث اضطراب في الرؤية بسبب اختلاط الهواء المنزلي الساخن بالهواء البارد.
سيمكنك استخدام المقاييس لتقييم الرؤية عبر الغلاف الجوي من التنبؤ بمدى تأثيره في أرصادك
يُستخدم مقياس أنطونيادي المكوَّن من خمس نقاط لوصف ظروف الرؤية، لكن لاحظ أن القيمة قد تتباين طوال الليل
مقياسا الرؤية الرئيسيان هما مقياس أنطونيادي Antoniadi scale (في الأعلى)، ومقياس بيكرينغ Pickering scale (في الأسفل). وعلى الرغم من وجود غيرهما، فإن هذين المقياسين هما الأكثر استخداماً من قبل الفلكيين الهواة. يحتوي مقياس أنطونيادي على 5 قيم، يُشار إليها بالأرقام الرومانية، فالرقم I هو أكثرها ثباتاً واستقراراً، والرقم V أقلها. من سماء الكويت، تعتبر رؤية أنطونيادي للصنفين الثالث والرابع أكثر شيوعاً، لكن فترات من الصنف II تحدث أيضاً، عادةً في الأوقات التي يهيمن فيها الضغط العالي على الطقس. ظروف صنف أنطونيادي I نادرة، ربما تحدث في ليلتين فقط على مدار العام. من المهم أن ندرك أن الرؤية قد تختلف اختلافاً كبيراً على مدار ليلة واحدة. في البداية، قد تفسح ظروف الرؤية السيئة المجال لظروف أكثر استقراراً على مدار الليلة، أو العكس. أما مقياس بيكرينغ فقد ابتكره ويليام بيكرينغ William H Pickering من مرصد كلية هارفارد، وهو يعتمد على المشاهدات عبر تلسكوب كاسر بحجم 5 بوصات (120 مم) ومقياس من 10 نقاط. ولتعقيد الأمور فقط، يشير مقياس بيكرينغ إلى أسوأ رؤية في الطرف السفلي من المقياس، وأفضلها في العلوي، أي بعكس مقياس أنطونيادي. وكمكافئ تقريبي لمقياس أنطونيادي، يعتبر مقياس بيكرينغ الدرجة 1 2 كرؤية سيئة جداً، والدرجة 3 4 كرؤية ضعيفة، والدرجة 5 6 معتدلة، والدرجة 7 8 جيدة، والدرجة 9 10 ممتازة. الرؤية هي شيء يسهل تقييمه بمرور الوقت مع اكتساب الخبرة، وذلك ببساطة لأنك تحتاج بالفعل إلى رؤية تأثيرات كل مستوى من الاستقرار قبل أن تتمكن من تحديدها بثقة. الرؤية المثالية هي حقاً شيء يجب تأمله ويتيح رؤية يصعب نسيانها. وكما هو مذكور في المقالة الرئيسة، الرؤية هي نتيجة تأثيرات تحدث في ثلاث طبقات منفصلة في الغلاف الجوي. تتأثر الطبقات الدنيا والمتوسطة بقدر كبير بالرياح، ومن المهم أن تدوّن اتجاه الرياح عندما تحصل على رؤية جيدة. يمكن توقع رؤية عالية المستوى إلى حد ما من خلال موقع التيار النفاث. من المفيد استخدام خدمة التنبؤات مثل خدمة NetWeather (www.netweather.tv/chartsand-data/jetstream)، وهي مفيدة جداً لهذا الغرض.
يوضح مقياس بيكرينغ تأثيرات الاضطرابات الجوية على صورة نجم، بدءاً من القيمة 1 = ضعيف جداً، إلى القيمة 10 = ممتاز/مثالي
استراتيجيات التنبؤ
تؤثر الطاقة القادمة من الشمس تأثيراً كبيراً في ظروف الرؤية طوال اليوم
هناك عديد من الطرق للحصول على تنبؤات الطقس الفلكي، ولا توجد طريقة واحدة تعطي نتائج دقيقة دوماً. إذا لم تسِر الأمور كما هو متوقع، فإن الخيار الأفضل التالي هو تكييف استراتيجيتك مع الوضع القائم.
بالنسبة إلى فعاليات الرصد والتصوير العالي الدقة لأجرام المجموعة الشمسية، فإن الرؤية الجيدة أمر بالغ الأهمية. على ارتفاعات عالية في الغلاف الجوي، يكون ذلك تحت رحمة التيار النفاث. توفر خدمات مثل NetWeather (www.netweather.tv) تنبؤات بالتيار النفاث، وهي تُحدّث باستمرار، وستساعدك على التخطيط لأرصادك. إذا كان التيار النفاث يشتد فوق موقعك، فمن المحتمل أن تكون الرؤية ضعيفة.
إذا كنت راصداً شمسياً، فالشمس تفرض اعتباراتها الخاصة. عندما تشرق الشمس، يغمر نورها الأرض، مما يؤدي إلى ارتفاع حرارتها. تحدث الحرارة المنبعثة حالة عدم استقرار حراري، والتي تستقر عند تعادل حرارة الأرض والهواء. مع قرب نهاية النهار، يعاد إطلاق الطاقة التي امتصتها الأرض كحرارة تزعزع استقرار الرؤية، لذا فإن اختيار الوقت الأمثل للرصد الشمسي يتطلب الاحتفاظ بسجل لأفضل وقت في النهار.
في بعض الأحيان، يعمل الموقع بنحو معاكس لاحتياجاتك. إذا كنت تعيش في شرق سلسلة تلال، مع رياح سائدة قادمة من الغرب، فمن المحتمل أن يؤدي موقعك المحمي من الرياح إلى حالة عدم استقرار، وسيؤدي ذلك إلى ضعف الرؤية في المستوى المتوسط. قد ترغب في العثور على موقع مراقبة جديد على الجانب الآخر من التلال، أو تختار الأيام التي تأتي فيها الرياح من اتجاه أكثر ملاءمة.
سيمنحك النظر إلى رسوم الخرائط الإجمالية للطقس Synoptic charts التي تظهر الضغط والجبهات الهوائية، وسرعة الرياح، فكرة عن حالة الطقس وتدفق الهواء فوق موقعك الرصدي. حالة الضغط المنخفض ليست مثاليةً، لأنها تميل إلى تشكيل السحب والظروف الجوية المضطربة والرياح. أما الضغط العالي فقد يؤدي إلى ظروف واضحة ومستقرة، ولكن هذه ليست قواعد راسخة وصارمة. يمكن أن يؤدي الضغط المرتفع مع الضباب إلى شعورك بالإحباط، وذلك على الرغم من أن رصد كوكب أو القمر من فوق ارتفاع عال High altitude يمكن أن يوفر مشاهدات ثابتة.
من الصعب الحصول على توقعات السحب بنحو صحيح، وخاصة ليلاً. استخدمها كدليل بدلاً من توقع دقيق لما سيكون الأمر عليه. ستمنحك مراقبة صور الأقمار الاصطناعية بالأشعة تحت الحمراء فكرة أفضل عن دقة مثل هذه التنبؤات، وتمكنك من الاستفادة من فترات الانقشاع غير المتوقعة بين السحب.
يميل توقيت دورة رؤية الشمس إلى أن يكون فريداً لكل موقع
قراءة الطقس
إذا كانت هناك فجوات صفاء بين السحب، فقد تمنحك مشهداً رائعاً، لكن الوقت سيكون محدوداً إذا كانت الفجوة تمر فوقك في السماء
إذا كنت راصداً نشطاً، فستدهش لكيفية تكيُّف حواسك مع الظروف المختلفة التي قد تؤثر في رؤيتك. على سبيل المثال سرعان ما تتعلم أن نتائج جبهة هوائية نشطة قد تترك لك سماء شفافة جيدة، ولكن مع مشاهدة سيئة عندما يحاول الغلاف الجوي استعادة درجة من التوازن.
تميل الظروف الباردة والجافة إلى الاستقرار أيضاً، ولكنها تضيف الرطوبة إلى المزيج، ويمكن أن تتحول الظروف إلى حالة من عدم الاستقرار. سوف يجلب نظام الضغط العالي غير السحابي الموجود فوق المملكة المتحدة متعة المشاهدة لكثيرين، وبصورة خاصة لمصوري أجرام المجموعة الشمسية بدقة عالية الذين يحتاجون إلى رؤية ثابتة للحصول على أفضل النتائج.
إذا لم تكن السماء صافية تماماً، وكنتَ تعتمد على فجوات الصفاء بين السحب، فقد تكون خدمة صور الأقمار الاصطناعية المجانية مثل (Sat24 (bit.ly/3HcRSp6 لا تقدر بثمن. ومع ذلك، ضع في اعتبارك أن السماء تبدو مثل قبة منبسطة فوق رأسك، وستظهر فجوات السحب بالقرب من الأفق بصورة متقلصة. ستظهر فجوة دائرية كبيرة منخفضة على شكل قطع ناقص ضيق بالكاد يمكن رؤية أي سماء عبره. عندما تقترب (الفجوة) إلى أعلى موقعك، فسترى مشهداً كامل الروعة لمنطقة السماء الصافية، لكن هندسة المكان لها لعبتها القاسية: فعندما تمر فجوة السحب فوقك، ستقل المسافة بينك وبينها. وهذا يعني أن السرعة الظاهرية للفجوة عبر السماء تصل إلى قيمة قصوى. وعلى الرغم من أن المنطقة ستظهر في أفضل عرض لها، فإن ذلك لن يتاح لك إلا وقتاً قصيراً جداً!
تعطي خريطة إجمالية للطقس أدلة على ظروف الرؤية
